(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼板上に光触媒を含有したセメント質塗膜を形成した大気浄化資材およびそれを用いたパネルを提供する。【解決手段】鋼板1の耐食性を向上させるために鋼板1に亜鉛めっきを施し、亜鉛めっき層2上にエポキシ系塗膜3を形成させ、その上にセメント質塗膜を形成させるようにすれば、鋼板基材にもＮＯｘ低減効率の高い光触媒含有セメント質塗膜4を形成させることができ、鋼板1にも高い大気浄化機能を付与することができる。このとき、めっき層とセメント質塗膜との間に水分などを通しにくいシール性の高い層を設けることによって、多孔質で水分等を透過しやすいセメント質塗膜からの水分等の鋼板1への浸透を防いで、それに起因する塗膜の剥離などを防ぐことができる。シール層としてエポキシ系の塗膜を形成するとよい。【選択図】図１
2005168784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛めっきが施された鋼板上にエポキシ系塗膜が形成されるとともに前記エポキシ系塗膜上に光触媒を含有するセメント質塗膜が形成されていることを特徴とする大気浄化資材
【請求項２】
セメント質塗膜の厚みは、１００μｍ〜１０００μｍの範囲で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の大気浄化資材。
【請求項３】
エポキシ系塗膜の厚みは、３０μｍ〜７０μｍの範囲で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の大気浄化資材。
【請求項４】
アルミニウム合金からなる前面板と亜鉛めっき鋼板からなる背面板とそれらの間に形成された中空内に内装された吸音材とを有する吸音パネルであって、前記背面板は請求項１〜３のいずれか１項の大気浄化資材からなることを特徴とする大気浄化パネル。
【請求項５】
遮音壁を構成する吸音パネルの背面に取り付けられる外装パネルであって、前記外装パネルは請求項１〜３のいずれか１項の大気浄化資材からなることを特徴とする外装パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に道路周辺に設置され、自動車から排出された窒素酸化物を捕捉して、良好な環境を得ることができる光触媒を利用した大気浄化パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に交通量の多い市街地等の道路において、ディーゼル車などの車両より排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）による健康被害が問題となっている。ＮＯｘは、人体の呼吸器系に悪影響を及ぼしたり、光化学スモッグの原因とも言われており、早急な対策が叫ばれている。
【０００３】
これまで、ＮＯｘ対策としては、自動車のエンジンの改良や排気装置にフィルターを取付けるなどの直接的な排出量を低減する方法が提案されており、非常に効率が良く、少しずつ導入が進んでいるものの、高価であり普及率はまだまだ低く道路環境の改善には至っていない。
【０００４】
また、排出されてしまったＮＯｘを除去する方法として、近年特に注目を浴びている技術が光触媒を用いてＮＯｘを捕集、除去する方法である。光触媒は、紫外線が照射されると強力な酸化作用を発現することができ、その酸化作用でＮＯｘを硝酸イオンに変えて固定化することで、大気中のＮＯｘを低減することができる。
【０００５】
このように光触媒を大気浄化に用いる場合、光触媒が配合された塗料を道路構造物に塗装するとよく、光触媒が配合された塗料の中でも特にセメント系の塗料を用いると、効率よくＮＯｘを酸化させ固定化させることがわかっている。この光触媒を含有したセメント質塗膜を道路構造物表面に形成させることで、道路上で発生したＮＯｘを効率よく低減することができる。（特許文献１および２）
【０００６】
特許文献１や２に開示されているセメント質塗膜は強いアルカリ性であり、金属基材に塗装する場合はそのアルカリに基材が腐食されないとともに塗膜が十分に密着するような下地処理をする必要がある。前記文献では、アルミニウム合金を基材にしてその下地処理として陽極酸化被膜を形成、すなわちアルマイト処理を施してある。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２２０１１７号公報
【特許文献２】特開２００１−６４９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、アルマイト処理は当然のことながらアルミニウム基材にしか適用することができない。道路資材や建築資材の材料としてアルミニウムは一般的に用いられているものの、まだまだ鋼板の需要は大きいため、鋼板へのセメント質塗膜の塗装が望まれている。しかし、鋼板にはアルミニウムのように耐食性や密着性に優れる酸化被膜を形成することはできない。
【０００９】
そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、鋼板上に光触媒を含有したセメント質塗膜を形成した大気浄化資材およびそれを用いたパネルを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち、亜鉛めっきが施された鋼板上にエポキシ系塗膜が形成されるとともに前記エポキシ系塗膜上に光触媒を含有するセメント質塗膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
鋼板の耐食性を向上させるために鋼板に亜鉛めっきを施す。さらにその亜鉛めっき上にエポキシ系塗膜を形成させ、その上にセメント質塗膜を形成させるとよい。亜鉛めっきは、基材である鋼板の耐食性を向上させて鋼板の腐食を防止するが、その効果は亜鉛めっきの犠牲防食であり、すなわち亜鉛めっきが溶出することにより鋼板の腐食を防止している。このような特性を持つ亜鉛めっきの上に直接セメント質の塗膜を形成すると、セメント質塗膜は多孔質であるため、水分等が塗膜を透過しやすく、亜鉛めっき層の溶出が速い。めっきの溶出が速いとめっき層に密着しているセメント質塗膜は、めっき層との層間で剥離する恐れがある。
【００１２】
したがって、めっき層とセメント質塗膜との間に水分などを通しにくいシール性の高い層を設ければよい。シール層を形成するには、エポキシ系の塗膜を形成するとよい。エポキシ系塗膜は塗膜中の分子の架橋密度を高くすることができるためシール性が高く、また耐薬品性も高いためエポキシ系塗膜の上からセメント質塗膜を塗装するのに適している。また、金属表面との密着性も高い。
【００１３】
また、光触媒層をセメント質塗膜とすることにより、表面を多孔質とすることができ、すなわち表面積が大きくなりＮＯｘガスと効率良く接触できるため、効果的にＮＯｘを低減することができる。また、さらにセメントはアルカリ性であるため、酸性ガスであるＮＯｘを好適に捕捉することができるとともに、光触媒の酸化力により生じる硝酸イオンを中和するのに適している。
【００１４】
また、セメント質塗膜の厚みは、１００μｍ〜１０００μｍの範囲で形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
光触媒は紫外線照射によって有機物を分解する酸化力を発現するため、例えば本発明のように有機系塗膜上に光触媒塗膜を形成すると下地の有機塗膜を分解してしまうことがある。しかし、本発明ではエポキシ塗膜が光触媒活性によって分解されてセメント質塗膜が剥離したりすることはない。これは、エポキシ系塗膜上に形成するセメント質塗膜が１００μｍ以上と厚膜であるため、エポキシ塗膜との界面までは光が届かず、酸化分解能力が及ばないと考えられる。したがって、セメント質塗膜の厚みは１００μｍより大きいとよい。
【００１６】
さらに、形成されるセメント質の光触媒層は、表面の凹凸が多く、さらに多孔質であり、塗膜の内部のほうまでガスを吸着することができる。したがって、ＮＯｘガスの吸着性能を十分に発揮するには、ある程度の膜の厚みがあったほうがよく、１００μｍよりも小さいと十分に発揮できず、１００μｍ以上であるとよい。また、逆に膜厚が１０００μｍ以上となると、塗膜が厚くなり割れやすくなったり、基材のわずかな撓みで、塗膜にクラックが入ったりするので好ましくない。
【００１７】
また、エポキシ系塗膜の厚みは、３０μｍ〜７０μｍの範囲で形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
光触媒含有セメント質塗膜の下地となるエポキシ系塗膜の厚みは上記の範囲がよい。３０μｍよりも薄いと、水分などの塗膜のシール性や耐久性が小さくなる。逆に塗膜が７０μｍより厚くなると、塗膜にクラックが生じたり、基材の撓みに追随できなくなったりするので好ましくない。
【００１９】
また、アルミニウム合金からなる前面板と亜鉛めっき鋼板からなる背面板とそれらの間に形成された中空内に内装された吸音材とを有する吸音パネルであって、前記背面板が大気浄化資材からなることを特徴とするものである。
【００２０】
遮音壁は、アルミニウム合金からなる前面板と鋼板からなる背面板との間に吸音材が挿入された吸音パネルが複数段積みされて形成されるものが広く普及している。従来ではこの吸音パネルの前面のアルミ前面板にセメント質光触媒塗膜を形成させたものを用いて、大気浄化パネルとして使用しているのみであった。この大気浄化パネル背面の鋼板からなる背面板に本発明の大気浄化資材を用いるとよい。このようにすることによって、従来までは、遮音壁前面でしかＮＯｘ低減効果を期待できなかったが、背面側でもＮＯｘ低減効果を期待でき、アルミ前面と背面とで効率よくＮＯｘを低減できる。近年では道路上にさらに高速道などが走っている多重構造の道路が増加しており、例えば２重構造の高架道路遮音壁の背面側にも本発明のパネルを用いることによって、下側の道路より排出されたＮＯｘをこの背面パネルによって低減することができる。
【００２１】
また、遮音壁を構成する吸音パネルの背面に取り付けられる外装パネルであって、前記外装パネルが大気浄化資材からなることを特徴とするものである。
【００２２】
前記のように、吸音パネルを構成する背面板自身に直接、セメント質光触媒塗膜を形成してもよいが、吸音パネルの外面に取り付けるようにセメント質塗膜が形成された外装パネルを設けてもよい。このように吸音パネルに外付けにすることにより、新設のものだけでなく、既設の吸音パネルにも取り付けが可能となる。
【００２３】
この背面板は、さらに折板構造としてもよい。このようにすることによって表面積を大きくすることができ、効率的にＮＯｘガスと光触媒を接触させることができる。また、折板構造の凹凸によって、パネルに当たる風が乱れて分散するため、パネル表面との接触効率がさらに向上する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、鋼板の耐食性を向上させるために鋼板に亜鉛めっきを施し、亜鉛めっき上にエポキシ系塗膜を形成させ、その上にセメント質塗膜を形成させるようにすれば、鋼板基材にもＮＯｘ低減効率の高い光触媒含有セメント質塗膜を形成させることができ、鋼板にも高い大気浄化機能を付与することができる。このとき、めっき層とセメント質塗膜との間に水分などを通しにくいシール性の高い層を設けることによって、多孔質で水分等を透過しやすいセメント質塗膜からの水分等の鋼板への浸透を防いで、それに起因する塗膜の剥離などを防ぐことができる。シール層としてエポキシ系の塗膜を形成するとよい。エポキシ系塗膜は塗膜中の分子の架橋密度を高くすることができるためシール性が高く、また耐薬品性も高いためエポキシ系塗膜の上からセメント質塗膜を塗装するのに適している。
【００２５】
また、光触媒含有セメント質塗膜の厚みは１００〜１０００μｍ程度がよく、セメント質塗膜が１００μｍ以上と厚膜であるため、エポキシ塗膜との界面までは光が届かず、酸化分解能力が及ばず、エポキシ系塗膜が酸化分解されるのを防ぐことができる。さらに、形成されるセメント質の光触媒層は、表面の凹凸が多く、さらに多孔質であり、塗膜の内部のほうまでガスを吸着することができる。したがって、ＮＯｘガスの吸着性能を十分に発揮するには、ある程度の膜の厚みがあったほうがよく、上記の範囲がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係わる実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。図１は、本発明の大気浄化パネルの塗膜の表面付近の断面を表した模式図である。パネルの基板である鋼板１の上に亜鉛めっき層２が形成され、その上にエポキシ系塗膜３が形成されている。さらに、そのエポキシ系塗膜上に光触媒を含有したセメント質塗膜４が形成されている。
【００２７】
亜鉛めっきの方法としては、基材を加工してからめっき浴に入れてめっき処理するいわゆるどぶめっきといわれるものでもよいし、予め亜鉛めっき処理を施した一般的に市販されている亜鉛めっき鋼板を用いてもよい。
【００２８】
本発明に形成されるエポキシ系塗膜は特に限定されるものではなく、一般的なエポキシ系塗料を塗装することによって形成されたものでよいが、塗膜中の分子の架橋密度が高いものがよい。架橋密度が高いとシール性が高く、水分等を通しにくく、また耐薬品性も高いため塗膜の上からセメント質塗膜を塗装するのに適している。また、金属表面との密着性も高い。
【００２９】
セメント質塗膜４に含有される光触媒としては、酸化チタンが好適に用いられる。酸化チタンは、ルチル型でもよいが、活性の高さからアナターゼ型が好ましく、この酸化チタンに波長が３００〜４００ｎｍの紫外線が照射されると、強い酸化力が発現されて、ＮＯｘガスは硝酸イオン酸化されてパネル表面に固定化され、大気中のＮＯｘ濃度が低減する。この表面に固定化された硝酸イオンは雨水により洗い流され、再びフレッシュな表面となり、効果が持続する。
【００３０】
また、光触媒は上記以外にも可視光応答型の酸化チタンを用いてもよい。可視光応答型の光触媒は、紫外線だけでなく可視光領域の光によっても活性化されるものであり、これを用いれば例えば夜間においても照明などの光によってＮＯｘを酸化することができる。可視光応答型の光触媒は、酸化チタンに色素を吸着させたものや、酸化チタン結晶に金属イオンや窒素原子等を注入したもの、酸化チタン結晶格子に酸素欠陥をつくったものなどがあり、特に限定されるものではない。
【００３１】
セメント質塗膜に用いるセメントは、特に不限定されるものではないが、取り扱い性や塗工性を考慮するとエマルション化セメントが好ましい。
【００３２】
次に図２には、本発明の大気浄化防音パネルの実施の形態の一例を示したパネルの断面図である。図２の吸音パネル８は、多数の開孔５１を有する前面板５とその背後に設けられた背面板６とによって形成された中空部内に吸音材７が内装されている。前記前面板５の開孔５１より中空内に入射された騒音を吸音材７により吸音させるとともに中空内で反射を繰り返させることにより音を減衰させ、さらに、背面板６により音が背面側に漏れないようになされたものである。
【００３３】
前面板５は一般的にアルミニウム合金からなり、背面板６は亜鉛めっき鋼板からなるものが多い。この亜鉛めっき鋼板からなる背面板表面に、本発明のように、光触媒含有セメント質塗膜５を形成させる。さらに、アルミニウム合金からなる前面板５にも、セメント質塗膜４を形成させて、両面でNOｘを低減できるようにすればなおよい。
【００３４】
次に図３には、セメント質光触媒含有塗膜が形成された外装パネル９が遮音壁を構成する吸音パネル８の背面に取り付けられている本発明の実施の形態の一例を示す。Ｈ鋼からなる支柱１０間に吸音パネル８が差し渡されて遮音壁が構成されている。その遮音壁の背面をカバーをするように光触媒塗膜が形成された外装パネルが取り付けられている。このようにすることによって、ＮＯｘ削減効果だけでなく、亜鉛めっき鋼板がむきだしの背面より外観も良好とすることができる。このとき、図のように、外装パネルを折板構造にすることにより表面積を大きくすることができ、ＮＯｘ削減効果を向上させるこができる。また、吸音パネルの背面板に直接塗装するのではなく、外装パネルをとりつける方法をとることによって、既設の遮音壁にもパネルを取り替えることなく取り付けることができ、ＮＯｘ削減機能を付加することができる。
【００３５】
次に、本発明の大気浄化資材の具体的実施例を示し、説明をする。
（実施例１）
亜鉛めっき鋼板（Ｚ２７）に、リン酸亜鉛処理を施し、その上からエポキシ系塗料（）を厚さ７０μｍとなるようにスプレー塗装し、エポキシ系塗膜を形成させた。さらにエポキシ系塗膜を十分に乾燥させた後、その上から、エマルション化セメントをベースとした光触媒含有セメント質塗料をスプレー塗装し、平均膜厚３５０μｍとなるように塗膜を形成させ、大気浄化資材とした。
【００３６】
上記で作成した大気浄化資材に関して、促進耐候性試験および耐湿潤冷熱繰返性試験（凍結融解試験）を行い、大気浄化資材の耐候性と耐久性を確認した。
【００３７】
促進耐候性試験は、サンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験機を用いて行った。その結果、１０００時間試験後でも塗膜にクラックや剥離などの不具合は見られなかった。
【００３８】
また、耐湿潤冷熱繰返性試験（凍結融解試験）は、大気浄化資材を水に浸漬させ、−２０℃から８０℃の温度サイクルをもつ試験室に入れて、塗膜状況を確認した。その結果、上記サイクルを３０回繰り返しても塗膜にクラックや剥離などの異状は見られなかった。
【００３９】
上記の耐候性、耐久性試験の結果より、本発明の鋼板上に光触媒を含有したセメント質塗膜を形成した大気浄化資材が、十分な耐候性、耐久性を有することがわかった。本発明のように鋼板上にセメント質塗膜を形成することで、さらに幅広い資材に大気浄化機能を付加することができ、この大気浄化資材および、それを用いた大気浄化パネルを道路沿道に設置することで、好適に自動車から排出されたＮＯｘを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係わる大気浄化資材の実施の一形態の断面を示す概略図である。
【図２】本発明に係わる大気浄化パネルの実施の一形態を示す概略図である。
【図３】本発明に係わる外装パネルの実施の一形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    鋼板
２    亜鉛めっき層
３    エポキシ系塗膜    
４    光触媒含有セメント質塗膜
５    前面板
５１  開孔
６    背面板
７    吸音材
８    吸音パネル
９    外装パネル
１０  支柱
【図１】
2005168784.tif 000003
【図２】
2005168784.tif 000004
【図３】
2005168784.tif 000005